JPH11255141A - ステアリングナックル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 締付ボルトの耐久性及びボールスタッドのボ
ルト締付け性を向上させ、コスト低減を図り、軽量化す
る。 【解決手段】 ボールスタッド１７を介してロアアーム
が結合されるロアジョイントアーム３４にボールスタッ
ド１７が嵌合する嵌合孔４５と該嵌合孔から一端部まで
連続するスリット５１とを設けて形成した係合部４４、
４４を備え、スリット５１内の相互対向面５０，５０と
直交する方向に沿った締付ボルト２３を使用し、ボール
スタッド１７を係合部４４，４４で締付け挟持して該係
合部にロアアームが結合され、ロアジョイントアーム３
４の係合部４４にはスリット５１に対し嵌合孔４５の反
対側に位置する第２のスリット５２を形成してるので、
締付ボルト２３で締付けた時の係合部４４の撓み角が小
さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のステアリ
ングナックルに関し、鋳鉄製ナックル等に適しているも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は自動車用ステアリングナックル
とその周辺の関連部材とを示した破断正面図、図１２は
従来のステアリングナックルのみを下方から見た斜視
図、図１３は従来のステアリングナックルとボールスタ
ッドの要部を示す部分拡大斜視図である。従来、量産車
のステアリングナックル１には、一般に鋳鉄品が使用さ
れている。ステアリングナックル１は、車輪軸２の外周
に嵌合するナックル本体３に、下部のロアジョイントア
ーム４、ストラットアッシ５に結合される上部のストラ
ットアーム６、ステアリングロッド７に結合される横向
きのナックルタイロッドアーム８及び図示しないブレー
キキャリパに結合される斜め横向きの二つのキャリパー
アーム１０，１１が一体的に突設されている。

【０００３】ロアアーム１２に係合するステアリングナ
ックル１の係合部１４，１４は、嵌合孔１５とスリット
１６とを設けて形成され、嵌合孔１５に嵌合するボール
スタッド１７を締付ボルト１８で締付ける形式のものが
あり、図１４に示す透孔１９に挿通した締付ボルト１
８、ワッシャ２０及びナット２１を用いて締付けてい
る。そして、軽量化とコストダウンのために、係合部１
４のワッシャ２０及びナット２１を廃止し、図１５に示
すように、ねじ穴２２を設け、これに螺合する雄ねじ部
２３ａを有する締付ボルト２３で直接締付ける方法が行
われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図１５に
示した従来のステアリングナックル１では、締付ボルト
を２３回して係合部１４を締付ける時に、図１６に示す
ように、係合部１４がスリット１６を狭める方向に撓み
角θにて倒れ込み、この倒れ込みと同時に締付ボルト２
３も撓み角θで撓んで、該締付ボルト２３の雄ねじ部２
３ａが破損し、ワッシャ２０及びナット２１を使用する
場合に比較して、締付ボルト２３の耐久性に悪影響を及
ぼし締付け性能が劣るため、高品位で高価な締付ボルト
を使用する必要があり、コストが高くなるという問題点
があった。

【０００５】本発明は、上述のような従来の問題点に鑑
みなされたものであって、その目的とするところは、ナ
ット及びワッシャを省いた場合における、締付ボルトの
耐久性及びボールスタッドのボルト締付け性を向上さ
せ、通常の品位の締付ボルトを使用しても変形せず、コ
スト低減を図り、加えて軽量化することができるステア
リングナックルを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車輪軸の外周に嵌合するナックル本体と
ボールスタッドを介してロアアームが結合されるロアジ
ョイントアームとを有し、該ロアジョイントアームには
前記ボールスタッドが嵌合する嵌合孔と該嵌合孔から一
端部まで連続するスリットとを設けて形成した係合部を
備え、前記スリット内の相互対向面と交差する方向に沿
った締付ボルトを使用し、前記ボールスタッドを前記係
合部で締付け挟持して該係合部に前記ロアアームが結合
されるステアリングナックルにおいて、前記ロアジョイ
ントアームの係合部には前記スリットに対し前記嵌合孔
の反対側に位置する第２のスリットを形成し、前記締付
ボルトで締付けた時の前記係合部の撓み角を抑制可能に
したことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る車体前
部構造につき、図面を参照しながら詳細に説明する。図
１は本発明の実施の形態に係るステアリングナックルを
示す斜視図、図２は図１の要部を示す部分断面図、図３
は図２のボールスタッドを嵌合させてない状態の斜視
図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。

【０００８】この実施の形態に係るステアリングナック
ル３１は、車輪軸の外周に嵌合するナックル本体３３
に、下部のロアジョイントアーム３４、上部のストラッ
トアーム３６、横向きのナックルタイロッドアーム３８
及び斜め横向きの二つのキャリパーアーム４０，４１が
一体的に突設されている。また、ステアリングナックル
３１は、ボールスタッド１７（図４参照）を介してロア
アームが結合されるロアジョイントアーム３４に、該ボ
ールスタッド１７が嵌合する嵌合孔４５と該嵌合孔４５
から一端部まで連続するスリット５１とを設けて形成し
た係合部４４，４４を備えている。

【０００９】そして、ステアリングナックル３１は、ス
リット５１内の相互対向面５０と直交する方向に沿った
ねじ穴４２があり、スリット５１に対し嵌合孔４５の反
対側に位置する第２のスリット５２がロアジョイントア
ーム３４の係合部４４，４４に形成され、ねじ穴４２に
螺合する締付ボルト２３を回して締付け、係合部４４，
４４でボールスタッド１７を挟持した時の該係合部４４
に生ずる撓み角θ（図５参照）を小さく抑制することが
可能とされている。

【００１０】ロアジョイントアーム３４は、ボールスタ
ッド１７が嵌合する嵌合孔４５と、該嵌合孔４５から一
端部まで連続しボールスタッド１７の中心線を含む面に
沿ったスリット５１，５２とで形成した係合部４４，４
４を備えている。また、ロアジョイントアーム３４は、
スリット５１に対し嵌合孔４５の反対側に第２のスリッ
ト５２を形成し、車輪の側面に対向するナックル本体３
３の側面３３ａと第２のスリット５２との間に形成した
凹部５５に補強リブ５６を設けてある。

【００１１】係合部４４，４４は、嵌合孔４５と、該嵌
合孔４５から一端部４４ａまで続くスリット５１及び第
２のスリット５２とによって形成され、スリット５１か
ら一方の平らな外面４４ｂまでのねじ穴４２と、スリッ
ト５１から他方の平らな外面４４ｃまでの透孔４３とが
同心的に開けられ、透孔４３に通した締付けボルト２３
の雄ねじ部２３ａがねじ穴４２に螺合する。

【００１２】スリット５１と第２のスリット５２とは、
嵌合孔４５の互いに反対側にあって、ボールスタッド１
７の共通直径を含む面に沿っており、締付ボルト２３で
係合部４４を締付ける前の状態において、相互対向面５
０，５０間の隙間寸法がほぼ一定である。第２のスリッ
ト５２は、底面５３から嵌合孔４５までの距離が、スリ
ット５１における嵌合孔４５から一端部４４ａまでの距
離よりも小さい。

【００１３】補強リブ５６は、図２及び図３に示すよう
に、スリット５１及び第２のスリット５２の延長上にあ
る係合部４４側の単一部分５６ａと、この単一部分５６
ａから対称的に二方に分岐し車輪の側面に対向するナッ
クル本体３３の側面３３ａまで続く分岐部分５６ｂ，５
６ｂとを有し、単一部分５６ａ及び分岐部分５６ｂで全
体としてＹ字状をなしている。ねじ穴４２及び透孔４３
は、嵌合孔４５とスリット５１及び第２のスリット５２
内の相互対向面５０に直交する方向に沿っており、図３
に示すように、部分的に嵌合孔４５にかかっていて、締
付ボルト２３の外周面の一部が嵌合孔４５へ突出する位
置に開けられている。

【００１４】ボールスタッド１７は、軸部１７ａとこれ
よりも外径が大きいボール１７ｂとを一体に備え、軸部
１７ａの軸線方向の中間位置における外周に半円形断面
の環状溝１７ｃを有し、この環状溝１７ｃに締付ボルト
２３の突出部分が嵌入されて抜け止めされる。また、ボ
ールスタッド１７は、ボール１７ｂが図示しないロアア
ームの球形凹部に抱持される。

【００１５】図５は、本発明の上記実施の形態に係るス
テアリングナックルの作用を説明するための断面図であ
る。ステアリングナックル３１は、締付ボルト２３を回
して締付けた時に、片持ち梁に相当する係合部４４，４
４がスリット５１の相互対向面５０，５０間の隙間を狭
める方向へ倒れ込むように角変位する。ここで、ボール
スタッド１７の外周面と嵌合孔４５の内周面とのクリア
ランスが小さいほど締付けボルト２３の変形量が小さく
なる。したがってボールスタッド１７は嵌合孔４５にほ
ぼ同心的に嵌入されるものとし、締付ボルト２３を回し
て締付ける初期の段階では、係合部４４は第２のスリッ
ト５２の底面５３に対応する付け根から先端までスリッ
ト５１を狭めるように撓んで、ボールスタッド１７の軸
心と交差し締付けボルト２３に平行な中心線ＣＬから第
２のスリット５２までの間におけるボールスタッド１７
の外周面に嵌合孔４５の内周面が当接する。

【００１６】ここからさらに、締付ボルト２３を回して
締付けを進めて行くと、中心線ＣＬよりもスリット５１
寄りの位置におけるボールスタッド１７の外周面に嵌合
孔４５の内周面が当接するようになり、その当接端が中
心線ＣＬからスリット５１に近づく方へ移行し、係合部
４４はその当接端を支点とする片持ち梁に相当するもの
となる。この状態では、第２のスリット５２から当接端
までの間においては、係合部４４がボールスタッド１７
から受ける反力によって、第２のスリット５２及び嵌合
孔４５が広がる方向に変形する。かかる当接端を支点と
する片持ち梁は、第２のスリット５２があることによっ
て、支点から先端までの片持ち梁としての長さが実質的
に短くなっており、その後の締付けボルト２３の締付け
による撓み角θは小さく抑えられる。

【００１７】第２のスリット及び補強リブがない従来と
比較して、本発明に係るステアリングナックルの場合に
おける上記撓み角θが小さくなることを計算で確認した
結果について説明する。クリアランスがいずれも130 μ
ｍ、スリットの隙間が３mm、材質、係合部の外形及び寸
法等が同一であるとの条件で、係合部の締付けボルトの
位置に外側からそれぞれ3000kgf の圧縮荷重を加えたと
して計算すると、従来の場合 tanθが0.0127であり、最
大集中応力が50.6kg／mm² であるのに対して、本発明の
場合 tanθが0.0119、最大集中応力が34.8kg／mm² とな
る。

【００１８】本発明の上記実施の形態に係るステアリン
グナックル３１によれば、車輪の側面に対向するナック
ル本体３３の側面３３ａと係合部４４の第２のスリット
５２側部分との間に凹部５５を形成して軽量化を図るこ
とができ、この凹部５５に設けてある補強リブ５６で強
度の確保もできるという利点がある。また、第２のスリ
ット５２は、嵌合孔４５の反対側にあって、従来からあ
るスリット５１の延長上にあるので、該スリット５１を
カッターで加工するときに、カッターを深く入れるだけ
でよく、同一工程で加工でき、加工を効率的に行うこと
ができる。

【００１９】なお、本発明は、上記実施の形態によって
限定されるものではなく、種々の変形変更が可能であ
る。例えば、凹部５５には、図６に示すように一定厚さ
にて凹部５５の両側に対称的に二つの補強リブ５７，５
７を設けてもよく、図７及び図８に示すように両側の補
強リブ５７，５７とその中間の中間リブ５８とを設ける
こともできる。かかる中間リブ５８を設けると、ボール
スタッド１７のボール１７ｂに軸部１７ａに対し垂直な
方向の荷重Ｆが作用した時の応力集中箇所Ｐの補強に特
に有効である。また、図９及び図１０に示すように厚さ
を第２のスリット５２寄り側で小さく、側面３３ａ寄り
側で大きくした台形補強リブ５９，６０にしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、ロアジョイントアームの係合
部にはスリットに対し嵌合孔の反対側に位置する第２の
スリットを形成し、締付ボルトで締付けた時の係合部の
撓み角を抑制可能にしたことにより、締付ボルトの耐久
性及びボールスタッドのボルト締付け性を向上させ、通
常の品位の締付ボルトを使用しても変形せず、コスト低
減を図ることができるという効果を奏する。また、車輪
に面するロアジョイントアームの側面と第２のスリット
との間に補強リブを設けることにより、強度を確保しつ
つ軽量化し、コスト低減を図ることができるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るステアリングナック
ルを示す斜視図である。

【図２】図１のステアリングナックルの要部を拡大して
示したものであって、図１４及び図１５に対応する部分
断面図である。

【図３】図２のボールスタッドを嵌合させてない状態の
斜視図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面である。

【図５】図１の係合部を締付けボルトで締付けた時の状
態を説明するための断面図である。

【図６】本発明の実施の形態の変形例を示す断面図であ
る。

【図７】本発明の実施の形態の別の変形例を示す斜視図
である。

【図８】図７の中央断面図である。

【図９】本発明の実施の形態の他の変形例を示す斜視図
である。

【図１０】本発明の実施の形態の他の変形例を示す斜視
図である。

【図１１】自動車用ステアリングナックルとその周辺の
関連部材とを示した破断正面図である。

【図１２】従来のステアリングナックルのみを下方から
見た斜視図である。

【図１３】従来のステアリングナックルの要部を示す部
分拡大斜視図である。

【図１４】図１３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１５】従来のステアリングナックルの要部を示す断
面図である。

【図１６】従来のステアリングナックルの係合部の撓み
変形を示す断面図である。

【符号の説明】

１７ ボールスタッド ２３ 締付けボルト ３１ ステアリングナックル ３３ ナックル本体 ３４ ロアジョイントアーム ４２ ねじ穴 ４４ 係合部 ４４ａ 一端部 ４５ 嵌合孔 ５０ 相互対向面 ５１ スリット ５２ 第２のスリット ５５ 凹部 ５６ 補強リブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ナックル本体と、ボールスタッドを介し
   てロアアームが結合されるロアジョイントアームとを有
   し、該ロアジョイントアームには前記ボールスタッドが
   嵌合する嵌合孔と該嵌合孔から一端部まで続くスリット
   とを設けて形成した係合部を備え、前記スリット内の相
   互対向面と交差する方向に沿った締付ボルトを使用し、
   前記ボールスタッドを前記係合部で締付け挟持して該係
   合部に前記ロアアームが結合されるステアリングナック
   ルにおいて、前記ロアジョイントアームの係合部には前
   記スリットに対し前記嵌合孔の反対側に位置する第２の
   スリットを形成し、前記締付ボルトで締付けた時の前記
   係合部の撓み角を抑制可能にしたことを特徴とするステ
   アリングナックル。
2. 【請求項２】 車輪に面する前記ロアジョイントアーム
   の側面と前記第２のスリットとの間に補強リブを設けた
   ことを特徴とする請求項１に記載のステアリングナック
   ル。